天然食用色素的化学结构和稳定性的关系
《烹饪化学》天然色素
14．作为保护脑细胞的一道屏障，防止淀粉样β蛋白的形 成、谷氨酸盐的毒性和自由基的攻击，从而预防阿尔茨海 默氏病
15．通过对弹性蛋白酶和胶原蛋白酶的抑制使皮肤变得光 滑而富有弹性，从内部和外部同时防止由于过度日晒所导 致的皮肤损伤等等。
16、花青素还具有抗辐射的作用，花青素颜色因PH值不同 会发生变化，大部分花青素具有良好的光、热、PH值稳定 性，对于白领或是长期处于日晒、电辐射环境中的人群， 花青素的功效可是不可或缺的。
姜黄素
姜黄素是一种从姜科植物姜黄等的根茎中提取 得到的黄色色素。为酸性多酚类物质。
性质：
姜黄素为橙黄色结晶粉末，味稍苦。 不溶于水，溶于乙醇、丙二醇，易溶于 冰醋酸和碱溶液，在碱性时呈红褐色， 在中性、酸性时呈黄色。对还原剂的稳 定性较强，着色性强(不是对蛋白质)， 一经着色后就不易退色，但对光、热、 铁离子敏感，耐光性、耐热性、耐铁离 子性较差。
绿色再生：绿色再生技术是利用一定的方 法将叶绿素中的镁置换为锌
血红素
血红素是高等动物 血液和肌肉中的红色 色素，存在于肌肉和 血液的红细胞中，以 复合蛋白质的形式存 在，分别称为肌红蛋 白和血红蛋白。
变化条件 动物刚屠宰后
血红素变化的原因
刚屠宰放血后，由于对肌肉组织供氧停止，所 以新鲜肉中肌红蛋白保持为还原状
长时间的加热：发生脱镁反应，生成褐 色脱镁叶绿素。这时蔬菜久煮变化的原因。 同时，叶绿素加热还会发生水解反应，产 生水溶性成分
2. 烹饪中绿色蔬菜护绿方法
中和酸而护绿：中和酸的重点是绿色植物 内部不断产生的酸性物质，所以要长期保 持体系中pH接近中性，要采取一些特殊的 方法，如缓慢释放的碱等
高温瞬时加热
由于红曲色素具有良好的着色性能和较强的抑 菌作用，可替代亚硝酸盐作为肉制品着色剂，已 广泛地应用于肉制品中。
天然色素在食品着色剂中的应用【毕业作品】
【课设】【程计】( 届)天然色素在食品着色剂中的应用天然色素在食品着色剂中的应用【摘要】：颜色是评价食品外观质量的重要标准之一，人们在判断食物的好坏时往往先观察其色泽，自然、柔和、令人赏心悦目的颜色可以激起人们的食欲，增加消费者的购买欲望；反之，如果食品在生产、加工、运输过程中变色或者退色，食品的质量就会大打折扣。
通常情况下，我们在食品中加入食品着色剂加以调色，以适应广大消费者的需要。
从天然色素的性质特点、天然色素的种类及化学结构、提取技术，色素结构鉴定与性能研究(稳定性，改性，功能性，染色性能)，分析检测与评价技术，制备技术(生物制备技术，人工合成等)，色素的安全性研究等方面介绍了我国天然食用色素的研究现状。
在我国“天然、健康、多功能”已经是食品添加剂的发展方向，目前，天然又兼具有生理功能的天然色素必将是今后优先快速发展的食品添加剂之一。
【关键词】天然色素葡萄皮紫苏色素叶黄素提取性能检测制备综合利用1 食品着色剂的发展概况食品着色剂的添加最早可追溯到古埃及，大约在公元前1500年，当地的糖果制造商利用天然提取物给糖果着色；古印度也曾用高梁所含的色素来漂染物品；公元4世纪，大不列颠的阿利克人就开始利用茜草色素对葡萄酒进行着色，而调味品至少早在500年前就开始着色了；我国早在《食经》、《齐民要术》等书中就有利用天然色素给食品着色的记录了。
到了19世纪，英国人w．H．perkins合成了世界上第一种有机着色剂——苯胺紫，之后许多合成着色剂相继合成，由于合成着色剂具有色泽鲜艳、价格便宜等众多优点被广泛使用。
但合成着色剂大多是以焦油衍生物为主要原料合成的三苯甲烷的芳烃化合物或偶氮化合物，这些化合物大多对人体有害。
随着毒理学和分析化学的深入发展，人们逐渐认识到合成着色剂存在一定的安全隐患，“回归自然，崇尚绿色”的呼声也越来越高，因此，天然着色剂再次受到人们的欢迎2 天然色素的性质特点天然色素的性质特点：天然色素作为重要的食品添加剂，其性质特点如下：①绝大多数天然色素无副作用、安全性高。
华东师范大学化工学院2020级《食品化学》考试试卷(813)
华东师范大学化工学院2020级《食品化学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（50分，每题5分）1. 脱涩是使可溶性多酚类物质生成不溶性物质即变无涩。
（）答案：正确解析：脱涩的原理是：涩果通过无氧呼吸可溶产生如脱羧，二氯等的中间产物，它们可以与糖份结合，使其溶解性发生变化，糖份变为不溶涩味即可消除。
常见的脱涩方法有：温水脱涩、石灰水脱涩、高二氧化碳脱涩等。
2. 根据TBA值选择乳化剂。
（）[华中农业大学2017研]答案：错误解析：一般根据HLB（亲水亲油平衡值）法和PIT（相转变温度）法选择乳化剂；而硫代巴比土酸（TBA）法常用来比较单一脂肪在不同氧化阶段的氧化程度。
3. Zn在动物性食品中的生物有效性低于植物性食品。
（）答案：错误解析：4. 脂肪氧化与水分活度的关系是：水活度越低，氧化速度越慢。
（）答案：错误解析：5. 油脂的熔点与其成分的有关。
甘油三酯的熔点高于甘油单酯。
（）[浙江大学2018、2019研]答案：错误解析：天然油脂是固体，故没有已确定的熔点，只有一个气压范围。
乳酸的碳链越长，饱和度越高，则熔点越高。
反式脂肪酸酮类比顺式脂肪酸熔点非常高。
甘油三脂甘油三酯的熔点小于甘油单酯。
6. 水分活度Aw即平衡相对湿度（ERH），Aw＝ERH。
（）答案：错误解析：水分活度与生态环境平衡相对湿度（ERH）关系为：Aw＝pp0＝ERH100。
即食品的水分活度在数值上等于环境平衡相对湿度100。
7. 油脂氢化是指在不改变油脂营养功能的基础上的一种改性现象。
（）答案：错误解析：8. 牛奶是油包水型的乳浊液。
（）答案：错误解析：牛奶是水包油型乳状液。
9. 蛋白质的水合性好，则其溶解性也好。
（）答案：正确解析：蛋白质的水合是通过蛋白质分子表面上的各种极性基团与水分子的两者二者互作用而产生的，蛋白质的水合作用通常以持水力或保水性来衡量。
食品化学复习
一、名词解释：1. 食物：指含有营养素的可食性物料2. 食品：经特定方式加工后供人类食用的食物。
3.食品化学：是从化学角度和分子水平上研究食品的化学组成、结构、理化性质、营养和安全性质以及它们在生产、加工、储藏和运销中的变化及其对食品品质和安全性影响的学科。
4.过冷温度：把开始出现稳定晶核时的温度叫过冷温度。
5. 低共熔点：把食品中水完全结晶的温度叫低共熔点.6. 水分活度(Aw)：是指食品中水的蒸汽压与同温下纯水的饱和蒸汽压的比值7 .食品的平衡相对湿度：是指食品中的水分蒸汽压达到平衡后，食品周围的水汽分压与同温度下纯水的饱和蒸汽压之比。
8. 水分吸附等温线：在恒定温度下，以食品的水分含量(用单位干物质质量中水的质量表示，g水／g干物质)对它的水分活度绘图形成的曲线。
9 .滞后现象：向干燥食品中添加水（回吸作用）的方法绘制的水分吸附等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠现象称为“滞后现象”。
10、蛋白质变性：蛋白质受到某些理化因素的影响，其空间结构发生改变，蛋白质的理化性质和生物学功能随之改变或丧失，但未导致蛋白质一级结构的改变，这种现象叫变性作用11、蛋白质的功能性质：在食品加工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食品体系中性能的那些蛋白质的物理化学性质。
即指除营养价值外的那些对食品的需宜特性有利的物理化学性质。
12、蛋白质的水合性质蛋白质分子中的各种基团（带电基团、主链肽基团、Asn、Gln的酰胺基、Ser、Thr和非极性残基团）与水分子相互结合的性质。
13、胶凝作用：变性蛋白质发生的有序聚集反应。
14、面团形成性：一些植物(小麦、黑麦、燕麦、大麦等)的面粉在室温下与水混合并揉搓后可形成粘稠、有弹性的面团，将这种性质叫做面团的形成性。
15、蛋白质的起泡力：是指蛋白质能产生的界面面积的量16、单糖：不能再被水解的多羟基醛、酮，是碳水化合物的基本单位。
单糖又分为醛糖和酮糖。
17、低聚糖：由2-10个单糖分子缩合而成，水解后生成单糖。
食用色素
我国食用色素现状及对策综述摘要：本文综述了我国食用色素的现状，不足和发展前景。
随着食品工业的快速发展 ,食用色素发挥了越来越重要的作用 , 但我国食用色素工业存在的稳定性、安全性等问题制约着它的进一步发展。
本文针对我国色素工业的发展现状 ,分析了我国食用色素工业存在的问题并提出了相应的发展对策。
关键词：食用色素；工业；现状；对策食品色素是使食品着色从而改善食品色调和色泽的食品添加剂。
属于食品添加剂的一大类。
它在食品中的含量非常少,一般为产品(饮料、酒类、糖果、医药等)的千分之几、万分之几甚至是十万分之几,但是它对食品质量及品质的影响非常大,在产品中的作用以及在食品中的应用范围是任何其他食品添加剂所不可比拟的。
因此,研究食用色素的发展对我国食品工业的发展具有重要的意义。
1 我国色素工业的现状2005 年我国天然色素的产量达10680 吨,焦糖255000 吨,占80 %以上,比2004 年增长29. 6 % ,总产量将近30 万吨,这表明了我国的天然食用色素的产量正在逐年上升[1 ]。
2007 年我国国民经济继续高速发展,增速达11. 4 %。
食品工业和餐饮业以每年超过20 %的速度增长,2007 年食品工业总产值31912 亿元,比上年增长30. 07 % ,实现利润2166 亿元增长40 %。
作为食品工业和餐饮业的重要组成的食品添加剂,无疑也获得可快速的增长。
其中,仅食用着色剂就有32. 46 万吨的产量,同比增长 1. 4 %[2 ]目前,各国允许使用的合成色素几乎均是水溶性色素。
我国允许使用的食用合成色素共有10 种,包括苋菜红、胭脂红、赤藓红、新红、诱惑红、柠檬黄日落黄、亮蓝以及它们各自的铝色淀[3 ]。
近几年,由于天然色调接近、安全性比合成色素可靠以及具有一定的生理。
活性等优点而备受推崇。
西方的一些发达国家在食品使用天然色素的比例已达85 % ,并有完全取代合成色素的趋势[4 ]。
我国目前允许使用的天然食用色素有40 余种,是目前世界上批准使用天然着色剂最多的国家。
食品天然色素的特点、分类及发展前景
食品天然色素的特点、分类及发展前景权伍荣;金铁;李铉军【摘要】食用天然色素是一种天然食品添加剂，具有广阔的应用前景。
文章对食品天然色素的特点、研究、分类及发展前景等进行了详细的综述。
%Natural pigment as a kind of natural food additives, has wide application prospects. The characteristics of the natural pigment of food, research, classification, and development prospects were reviewed in detail.【期刊名称】《延边大学农学学报》【年(卷),期】2012(034)002【总页数】4页(P181-184)【关键词】天然色素;特性;分类;发展前景【作者】权伍荣;金铁;李铉军【作者单位】延边大学农学院食品科学系,吉林延吉133002;延边大学农学院食品科学系,吉林延吉133002;延边大学农学院食品科学系,吉林延吉133002【正文语种】中文【中图分类】TQ617.1食用天然色素（Nat ural Food Colouring Agent）是由天然原料（主要是植物原料）提取并精制而得的产品。
它是一种天然食品添加剂，用于食品着色。
食用色素按其来源和性质可分为天然色素和合成色素两大类。
在我国，有65种色素被批准允许在食品行业中使用，其中植物类色素48种。
目前，我国每年生产的食品色素中天然色素占了90%；其中，从植物中提取和通过微生物发酵而来的天然色素占20%，其余为焦糖色素。
在国外，尤其是欧美等发达国家开发出许多种新的天然色素用于食品加工行业中［1］。
食品天然色素已成为日后发展的主流。
近年来，随着社会、经济的发展和饮食标准的提高，食品和饮料产业对色素的要求也越来越高。
所以，食品色素的稳定性和处理属性越来越重要；而且还需通过开发并利用新技术、新工艺来开发新色素，以满足食品加工行业的需求。
天然色素
众所周知日本是个食品添加剂的使用大国、也是天然色素应用技术非常成熟和先进的国家之一。
日本也是个非常宗尚天然志向的国家、因此特别是在食品加工中所使用的添加剂特别是着色剂方面、都喜欢使用天然色素。
日本的传统文化是从中国古代传播过去的，所以，日本的饮食文化同中国的饮食文化有着非常相似的可比拟性。
特别是食品加工业的发展和消费者的嗜好对中国的同行业来说都有很好的可参照性。
如从方便面、到茶饮料等等都是日本几十年前就已经非普及了的食品，而在中国则是刚刚开始流行。
所以本文就目前人们所关心的天然色素的特性和应用、安全问题以及今后的发展趋势作一个简单的分析。
一．中日两国食用色素市场规模及其发展变化和趋势日本市场的食用色素的市场规模从2000年的21940吨和销售金额315.8亿日元到2008年达22545吨1)、年销售金额将近330亿日元(按1元人民币=15日元换算、相当于22亿元)，将近10年的时间里，不算其它价格的上涨因数，只维持了略微增加的趋势。
然而，就2008年的数据来看，其中合成色素部分产量上只占了0.42%, 绝大部分都是天然色素。
可见天然色素在日本的市场应用有多么广泛和普及。
而且在日本已经是一个非常稳定和饱和的市场。
不同的品种之间稍有波动之外，总的市场规模没有太大的变化。
而在中国则刚好相反，从2000年的产量2.8万吨发展到2007年33万吨，不到十年的时间里，生产量扩到了将近10倍。
销售金额也将近27亿人民币。
单从这数据上来看，确实是中国的食用色素市场发生了天翻复地的变化，也说明中国的市场是一个新兴的市场，发展前景是非常巨大。
另外也说明一个问题，就是中国的天然色素的生产量是上来了，但是实际的使用还没有真正的开始。
中国的大多数食品加工企业所用的食用色素都还是合成色素为主。
所以天然色素在中国的应用前景是非常广阔的，但是其道路也不会是一帆风顺的。
二．天然色素的主要分类和性质天然色素的主要可以按其分子结构和功能分为以下六大类1．类胡萝卜素类(Carotenoids)：胭脂树橙色素、栀子黄色素、胡萝卜素、辣椒红色素、叶黄素、蕃茄红色素等2．多酚醌类(Quinoids) ：胭脂虫红色素、紫胶红等3．花青素类(Anthocyanins) ：甘蓝红色素、紫苏色素、葡萄皮红色素、紫甘薯红色素、紫玉米红色素、葡萄果汁红色素等4．类黄酮类(Flavonoids) ：可可壳色素、高梁红色素、洋葱色素、红花红色素、红花黄色素、罗望子色素等5．卟啉类(Porphyins) ：叶绿素、叶绿素铜钠，藻蓝色素等6．其它(Others) ：姜黄色素、甜菜红色素、红曲红色素、红曲黄色素、焦糖色素、栀子蓝色素、栀子红色素等由于天然色素的各不相同的分子结构，决定了天然色素之间的性质和溶解性的极大的差异。
天然色素
一、类胡萝卜素的种类及其结构
1、类胡萝卜素的种类 一般来说，类胡萝卜素包含两种，一种为只含 碳氢的化合物，称为胡萝卜素，另外一种为含氧 的衍生物，称为叶黄素。 胡萝卜素类包括：α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ胡萝卜素、α-玉米胡萝卜素、β-玉米胡萝卜素等。 叶黄素类包括：叶黄素、黄体黄素、α-隐黄素、 β-隐黄素、玉米黄素、玉红黄素 等。
6) 许多试剂能与类胡萝卜作用产生光谱位 移，因此可用于类胡萝卜素的鉴定。类胡 萝卜素常与蛋白质结合，比游离态稳定。 7) 类胡萝卜素易被组织中存在的许多酶体 系特别是脂肪氧合酶迅速降解。 8) 某些类胡萝卜素可以作为一种单重态氧 猝灭剂，这种作用与氧分压的大小有关。 9)由于类胡萝卜素物质分子中都含有较多的 共轭双键，具有很强的抗氧化活性，可以 保护机体免受活性氧碎片的破坏。
天 然 色 素
2011年11月1日
概述
主 要 研 究 内 容
色素的主要制备方法
色素的主要检测方法 异戊二烯类色素—类胡萝卜素 多酚类色素 四吡咯色素
第一节 概述
一、天然色素的含义 食用天然色素主要是从植物组织中提取的色素,也包括 来自于动物微生物的色素,和少量无机色素。 二、天然色素的分类 按其来源不同可分为: (1)植物色素,如甜菜红、β-胡萝卜素等。 (2)动物色素,如紫胶红、血红素等。 (3)微生物色素,如红曲红等。 按其化学结构可分为: (1)四吡咯衍生物,如叶绿素、血红素等。 (2)异戊二烯衍生物,如辣椒红、胡萝卜素等。 (3)多酚类衍生物,如越桔红、萝卜红素等。 (4)酮类衍生物,如红曲红、姜黄素等。 (5)醌类衍生物,如紫胶红、胭脂虫红等。
第三节 色素的主要检测方法
1. 层析法 根据天然红曲红色素与合成色素胭脂红各组分分配系数 的不同，沈士秀等利用纸层析法可以鉴别熟肉制品中红曲 红天然色素掺杂胭脂红的情况。严浩英等用双波长薄层扫 描法分离测定胭脂红、苋菜红、柠檬黄、日落黄和亮蓝5 种人工合成食用色素。 2. 紫外分光光度法 紫外分光光度法是利用特征吸收峰进行定量测定.它是 目前应用最普遍的方法。根据物质对光的吸收具有选择性， 应用紫外可见分光光度计进行吸收光谱扫描，发现胭脂红、 苋菜红、柠檬黄、日落黄和亮蓝等不同的食用合成色素具 有不同的吸收谱图，与标准谱图对照，即可直观、快速地 定性。且一定浓度下峰高与含量成正比，故可定量，从而 建立了紫外可见吸收光谱法测定食用合成色素。
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在酸性条件下又恢复闭环结构 ,于是颜色恢复[5 ] 。 在实际生活中 ,如果饮用水为碱性 ,某些食品如
马铃薯 、芦笋等水煮时变黄就是由于黄酮类物质遇 碱变成查尔酮型结构 。 315 醌类色素
醌类色素是醌类的衍生物 ,有苯醌 、萘醌 、蒽醌 等型式 ,主要有紫草色素 、胭脂红色素 、虫胶色素等 。
Guangz hou 510300)
Abstract The nat ural food pigment s are safe ,while t heir stabilities are bad. They are easy to change t heir
color or fade when t hey are exposed to light ,heat ,air and metallic ions. The first step to extend t heir uses is to
3 天然色素的化学结构与稳定性的关系
天然色素的发色基团为不饱和双键的共轭体 系 。天然色素的共轭体系和某些基团不稳定 ,易受 光 、热 、金属离子 、氧化还原剂等因素的影响 ,使天然 色素结构发生变化 ,导致变色或退色 。 311 四吡咯类色素
目前应用于食品着色的四吡咯类色素主要有叶 绿素 、血红素 、胆红素和蓝藻素 。这类色素的基本结 构都是由四个吡咯环的α- 碳原子通过次甲基相连 而构成的复杂共轭体系 ,该共轭体系一般与金属离 子(Mg2 + 、Fe2 + 、Cu2 + 、Zn2 + ) 结合 。四吡咯环共轭 结构比较稳定 ,这类色素的性能主要由共轭体系结 合的金属离子和衍生的外围结构决定 。如叶绿素受
OH
R3
R2
OH
R3
R2
OH
醇型假碱 :无色 查耳酮 :无色
所以该类色素在碱性介质中为蓝色 ,在酸性介 质中为紫红色 ,在中性介质中呈无色 。另外 ,以上反 应从左到右均为吸热反应 ,加热促进色素分解 ,生成 无色的查尔酮结构而使色素褪色 。
花青素类色素中含有酚羟基 ,具有酚类化合物 的性质 。有的色素中还含有邻位酚羟基 ,与 Al3 + 、 Fe3 + 、Sn2 + 等作用生成络合物 ,使色素颜色发生改 变[5 ] ,所以生产和使用该类色素时一般不用铁罐 、 锡罐等盛装 。
苯并吡喃环结构遇氧和氧化剂发生氧化作用 , 使色素分解和褪色 ,该类色素使用时应尽量避免与 氧和氧化剂接触 。另外 ,花青素类色素能和一些食 品添加剂 (如亚硫酸盐 、抗坏血酸等) 发生加成或缩 合反应 ,生成另一种无色化合物 ,使色素褪色[1 ,4 ] 。 所以该类色素应尽量避免与这些物质共同使用 。 314 黄酮类色素
关键词 天然色素 化学结构 稳定性 稳定化技术
The Relations Bet ween the Chemistry Structures and Stabilities of Natural Food Pigments
Gong Shengzhao ( T he Chem ical Engi neeri ng Dept . Guangdong L i ght I n d ust ry Technical College ,
Keywords nat ural pigment chemist ry st ruct ure stability stabilizing technology
食用色素包括天然色素和合成色素两大类 。合 成色素具有经济 、稳定 、使用方便的优点 ,但因安全 性问题 ,许多合成色素被禁用 。为了提高食用色素 的安全性 ,世界各国正大力开发和利用天然色素 。 与合成色素相比 ,天然色素最大缺点是稳定性差 ,易 受光 、热 、空气和金属离子等因素的影响而引起变色 或退色 。天然色素稳定性问题一直困扰着天然色 素 ,是天然色素推广应用的最大障碍 ,因此寻找稳定 化技术是天然色素发展的关键 。要寻找天然色素稳 定化技术 ,首先必须研究天然色素变色机理与色素 结构的关系 ,找出变质的原因并采取适当的稳定化 措施 。
2002 年 30 卷第 4 期
广州化工
·11 ·
天然食用色素的化学结构和稳定性的关系
龚盛昭
( 广东轻工职业技术学院轻化工程系 ,广州 510300)
摘 要 天然食用色素的优点在于其安全性 ,缺点是其稳定性差 ,易受光 、热 、空气和金属离子的影响而变色或褪色 。
推广使用天然色素首先必须解决天然色素的稳定性问题 。对天然色素的化学结构和稳定性的关系进行分析和探讨 ,并介绍 了当前天然色素稳定化技术的主要进展 ,为解决天然色素的稳定性问题提供一定的理论基础 。
醌类色素分子中一般含有酚羟基和羧基 ,所以 该类色素为酸性 。当介质 p H 值发生改变时 ,化学 结构有一定的变化 ,色素颜色也会变化 。如紫草色 素酸性介质中为红色 ,中性和碱性介质中则为紫红 色 ;胭脂红色素 、虫胶色素和茜草色素酸性介质中为 橙色 ,中性介质中为红色 ,碱性时为紫色[5 ,6 ] 。
天然色素中含有较多的杂质 ,而杂质的存在往 往降低色素的稳定性 ,因此采用适当的精制技术可 提高色素的稳定性 。目前色素的精制方法主要有离 子交换法 、膜分离法和综合法等 ,如有文献报道用超 滤法提纯葡萄皮色素和甜菜红色素 ,稳定性得到了 较大的提高 。 412 消除金属离子的影响
金属离子 (特别是 Fe3 + 、Sn2 + 等) 对很多色素有 影响 ,因此在色素的生产 、贮藏和使用时应尽量避免 使用金属容器 ,所用的水应进行离子交换 ,或者加入 金属离子封闭剂 。如刘巍报道[8 ] 姜黄色素溶液中 加入三磷酸钠就可消除 Fe3 + 对该色素的影响 。
苯并吡喃环中的氧带有一价正电荷 ,这种电荷 状态不稳定 ,受介质 p H 值影响发生如下变化[4 ] :
O
O
R1
HO
O
OH H+
R1 O H H2O
R3
R2
OH
酯型 :蓝色
R3
R
OH
钅羊离子 :红色
2002 年 30 卷第 4 期
广州化工
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R1
R1
HO
O OH
HO
OH O
OH
·14 ·
广州化工
2002 年 30 卷第 4 期
413 添加色素稳定剂 ,可提高色素稳定性 文献[9 ]中报道了花青素类色素的一系列稳定
1 天然色素的结构与颜色的关系
波长在 400～800 nm 之间的光称为可见光 ,可 见光谱各种颜色与波长的关系见表 1 。
表 1 可见光谱各种颜色与波长的关系
颜色
红
橙
黄
绿
蓝
紫
波长 (nm) 640～750 600～640 550～600 480～550 450～480 400～450
如果物质所吸收的光波是可见光区内某一波长 的光 ,反射另一波长的光 ,那么这种物质就是有色 的 。如一种物质反射 640～750 nm 波长的光 ,这种 物质就呈红色 。
·12 ·
广州化工
2002 年 30 卷第 4 期
轭体系及发色团上 ,使吸收波长向长波方向移动 。 不同的色素 ,因发色团 、共轭体系长度 、助色团等方 面的不同而呈现不同的颜色 。当色素结构被改变或 破坏时 ,色素颜色也发生改变 ,也就是说色素的结构 决定了色素的稳定性 。
2 天然色素的分类
天然色素可根据来源 、化学结构和溶解性进行 分类 ,最常用的方法是按照化学结构分类 。按色素 来源不同可分为植物色素 、动物色素 、微生物色素三 大类 。按照化学结构不同可分为四吡咯类色素 (如 叶绿素) 、胡萝卜类色素 (如辣椒红色素) 、花青类色 素 (如葡萄红色素) 、黄酮类色素 (如高粱红色素) 、醌 类色素 (如紫草色素) 、其它类色素 (如焦糖色素 、姜 黄色素 、甜菜红色素等) 。按溶解性能的不同可分为 水溶性色素和脂溶性色素 。
天然色素都是有机化合物 ,分子结构存在能吸 收 200 ～ 700 nm 波 长 的 基 团 ( 发 色 团 ) , 如 > C = C < 、> C = O 、- CHO 、- COOH、- N = N 等 。多个发色团共轭体系的最大吸收波长出现在可 见光区内 ,使色素呈现出颜色 。共轭体系越长 ,吸收 波长向长波方向移动 。另外一些基团 ,如 - OH、OR 、- N H2 、- NR2 、- Cl 、- Br 等为助色团 ,接到共
醌中的氧具有孤电子对 ,与α- 羟基一起作用 , 具有很强的螯合性 ,能与多种金属离子 ( 如 Fe3 + 、 Sn2 + 等) 螯合生成不溶的络合物沉淀 ,所以该类色 素在生产 、贮藏 、使用过程中应避免与这些离子接 触。
4 天然色素的稳定化技术进展
为了解决天然色素的稳定性问题 ,科研工作者 进行了多方面的探索 ,取得了以下几方面的进 展[7] 。 411 分离精制技术的采用
花青素类色素是广泛存在于植物体中的水溶性 色素 ,构成了水果花卉和蔬菜五彩缤纷的色彩 。花 青素多与糖以苷的形式 (称为花色苷) 存在 ,它的结 构包括花色苷元和糖两部分 ,是 2 - 苯基苯并吡喃 的黄钅羊盐 ,结构如下 :
HO
O
R1
R3
R4 OH (其中R1 、R2 、R3 = OH 或 H 或 OCH3 、 R4 = H 或糖或酰基)
光 、热 、p H 值影响发生如下变化[1 ] :
一植醇
叶绿素
脱植醇叶绿素
- Mg ↓ ↓- Mg
脱镁叶绿素 一植醇 脱镁脱植醇叶绿素
叶绿素中镁与吡咯环共轭体系结合不稳定 ,很 容易被酸中的氢代替 ,生成脱镁叶绿素 ,绿色消失而
变黄 ,加热和光照时反应加速 。脱镁叶绿素又能很 快和其他金属 (如铜 、锌) 起反应 ,再次进入镁的位 置 ,生成叶绿素铜和叶绿素锌 ,颜色与叶绿素一致 , 但比叶绿素稳定得多 ,而且溶解性更好 。叶绿素分 子可与碱发生皂化反应 ,脱去植醇 ,生成叶绿素酸盐 (脱植醇叶绿素) ,能溶于水 ,并保持绿色 。工业上生 产和使用的水溶性叶绿素就是利用上述取代和皂化 反应 的 原 理 而 制 成 的 叶 绿 素 铜 钠 、叶 绿 素 锌 钠 等[2] 。 312 胡萝卜素类色素